| RESUMEN Y OBJETIVOS|

El principal objetivo del Programa es contribuir de forma decidida aldesarrollo de productos software de alta calidad, seguros y fiables.

Un control global de calidad sólo puede ser alcanzado mediante un proce-so riguroso que cubra todas las fases de desarrollo de software. Esto supo-ne la integración de diferentes mecanismos que cubran técnicas relacio-nadas con entornos de desarrollo de software, lenguajes de especifica-ción, generación de código a partir de especificaciones, interpretación abs-tracta, lenguajes declarativos, seguridad por código con demostración ('Pro-of-Carrying Code'), programación semántica, métodos formales, etc.

El programa incluye tanto actividades de investigación en las temáti-cas citadas como acciones más globales relacionadas con la forma-ción, contratación, transferencia de tecnología y lanzamiento de pro-yectos de colaboración a nivel nacional e internacional.

| SOCIOS|

Coordinador

The Computational logic, Languages, Implementa-tion, and Parallelism Laboratory (CLIP)Universidad Politécnica de MadridResponsable: MANUEL HERMENEGILDO SALINAS

Socios

Desarrollo de Software Fiable y de Alta Calidad a par-tir de Tecnología Declarativa / Programming Langua-ges and Reliable Software (BABEL)Universidad Politécnica de MadridResponsable: JUAN JOSÉ MORENO NAVARRO

Diseño y análisis formal de sistemas de software(FADOSS)Universidad Complutense de MadridResponsable: NARCISO MARTÍ OLIET

Grupo de Programación Declarativa (GPD)Universidad Complutense de MadridResponsable: FRANCISCO JAVIER LÓPEZ FRAGUAS

| LÍNEAS DE TRABAJO DESTACADAS|

1. Desarrollo de entornos de programación y lenguajes declarativos yde especificación con rigurosos fundamentos matemáticos que pue-dan modelar de forma eficiente problema reales de software de laindustria. Se cubren aspectos de diseño, definición e implementa-ción, que en la mayoría de los casos serán concebidos como exten-siones o mejoras de lenguajes y sistemas ya desarrollados por los gru-pos del programa.

2. Implementación y fundamentos de herramientas para el desarrollo,validación y verificación de estos lenguajes, fomentando sus usosefectivos en entornos empresariales.

3. Metodologías para el desarrollo de software basadas en estos lengua-jes y herramientas que garanticen calidad y seguridad de código.

| INFRAESTRUCTURA CIENTÍFICO-TECNOLÓGICA|

Además de las herramientas software mencionadas anteriormente, queconstituyen la base de la investigación y oferta tecnológica del pro-grama, se dispone de varios laboratorios y una infraestructura de ser-vidores que facilita la investigación y el intercambio de resultados entregrupos y que incluye un multiprocesador Sunfire T2000 con 8 proce-sadores y capaz de gestionar hasta 32 hilos (threads) simultáneos. Estainfraestructura incluye un repositorio común de documentos y siste-mas software de apoyo para el desarrollo colaborativo (control de acce-sos, control de cambios, control de versiones, etc.). Se está utilizan-do regularmente como herramienta de trabajo colaborativo tanto sobresistemas como sobre documentos. También se ha implantado una infra-estructura de videoconferencia basada en estándares abiertos que seutiliza tanto para la comunicación remota como para la grabación deconferencias.

Tecnologíaspara la Sociedadde la Información

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http://www.promesas-cm.org/

| PUBLICACIONES Y PATENTES RELEVANTES|

Publicaciones más relevantes

• E. Albert, M. Gómez-Zamalloa, L. Hubert, and G. Puebla. Verification of Java Bytecode using Analysis and Transformation of Logic Programs. In Int'l. Symp. on Prac-

tical Aspects of Declarative Languages, volume 4354 of LNCS, pages 124-139. Springer-Verlag, January 2007.

• R. Caballero, M. R. Artalejo, and R. del Vado Vírseda. Declarative diagnosis of wrong answers in constraint functional-logic programming. In S. Etalle and M.

Truszczynski, editors, 22nd Int'l. Conf. on Logic Programming (ICLP 2006), volume 4079 of LNCS, pages 421-422. Springer-Verlag, 2006.

• M. Carro, J. Morales, H. Muller, G. Puebla, and M. Hermenegildo. High-Level Languages for Small Devices: A Case Study. In K. Flautner and T. Kim, editors, Compilers,

Architecture, and Synthesis for Embedded Systems, pages 271-281. ACM Press / Sheridan, October 2006.

• M. Clavel, F. Durán, J. Hendrix, S. Lucas, J. Meseguer, and P. Ölveczky. The Maude formal tool environment. In Proceedings of CALCO 2007, LNCS. Springer-Verlag, 2007.

• M. Fernández and M. J. Gabbay. Nominal rewriting. Information and Computation, 2007.

• A. Fernández, T. Hortalá-González, F. Sáenz-Pérez, and R. del Vado-Vírseda. Constraint Functional Logic Programming over Finite Domains. Theory and Practice of

Logic Programming, 2007.

• D. de Frutos Escrig and C. Rodríguez. Process equivalences as global bisimulations. Journal of Universal Computer Science, 12(11):1521-1550, 2006.

• A. Herranz and J. J. Moreno Navarro. Modeling and reasoning about design patterns in Slam-Sl. Design Pattern Formalization Techniques, 2007.

• M. Hidalgo-Herrero, F. Rubio, and Y. Ortega-Mallén. Analyzing the influence of mixed evaluation on the performance of eden skeletons. Parallel Computing, 32:523-

538, 2006.

• F. López-Fraguas, M. Rodríguez-Artalejo, and R. del Vado Vírseda. A new generic scheme for functional logic programming with constraints. Higher Order and Symbo-

lic Computation, 20(1/2), 2007.

• J. Mariño, A. Herranz, and J. J. Moreno-Navarro. Demand analysis with partial predicates. Theory and Practice of Logic Programming, 1&2:153-182, 2007.

• E. Mera, P. López-García, G. Puebla, M. Carro, and M. Hermenegildo. Combining Static Analysis and Profiling for Estimating Execution Times. In Ninth International

Symposium on Practical Aspects of Declarative Languages, volume 4354 of LNCS, pages 140-154. Springer-Verlag, January 2007.

• J. Meseguer, M. Palomino, and N. Martí-Oliet. Equational abstractions. Theoretical Computer Science, 2007.

• J. J. Moreno-Navarro, N. Maya-Fernández, and A. Herranz. Towards semantically defined web services. In 11th International Conference on Information Processing

and Management of Uncertainty in Knowledge-based Systems (IPMU 2006), 2006.

Otros resultados

Durante el primer periodo del programa, los diferentes grupos involucrados han desarrollado o mejorado hasta 32 sistemas o librerías software distintas, todas ellas dis-

tribuidas como software abierto.

Incorporación de personal investigador

A través del programa, y durante los primeros 18 meses, se han incorporado al sistema I+D de la Comunidad de Madrid un total de 24 investigadores o gestores. Esto

incluye 6 doctores (2 a cargo del Programa Ramon y Cajal, 1 a cargo del Programa Juan de la Cierva, 2 a cargo del programa en sí, y uno más a través de otros progra-

mas), 18 investigadores predoctorales, un técnico de gestión y un técnico de apoyo a la investigación.

Figura 1. La tecnología de compilación y verificación desarrollada permite

programar aplicaciones empotradas en lenguajes de alto nivel y garantizar no

sólo su corrección sino también que el gasto de recursos (memoria, tiempo,

energía) se ajusta a las limitaciones de la plataforma. Esto se ha aplicado en

el sistema auditivo humano para un escenario de realidad virtual, en cuyo muy

reducido procesador corren dichas aplicaciones.

Figura 2. Las herramientas desarrolladas ilustran que es posible detectar errores

de consumo de recursos no triviales durante el proceso de compilación. Esto supo-

ne identificar dichos errores mucho antes de las pruebas (testing) lo que puede supo-

ner un ahorro significativo en el coste de desarrollo de un sistema empotrado.

Figura 4. Las herramientas de verificación de programas basadas en técnicas

formales de análisis mediante interpretación abstracta se utilizan para garan-

tizar el buen funcionamiento del software empotrado crítico en aviones. Esto

se consigue garantizando que dicho software cumple propiedades tales como

la ausencia de errores en tiempo de ejecución, el consumo adecuado de recur-

sos (tiempo de procesador y memoria), el cumplimiento de tiempos máximos

de respuesta, etc, todas ellas propiedades cuyo no cumplimiento puede tener

consecuencias desastrosas, sobre todo en daños humanos.

Figura 5. Las aplicaciones en el campo espacial cubren una amplia gama de carac-

terísticas, en términos de complejidad o de arquitecturas software, pero las

características comunes son el hardware de bajas prestaciones con grandes res-

tricciones sobre el software (CPU, memoria, buses, ...) y un alto nivel de critica-

lidad en términos de mantenibilidad, fiabilidad (hasta quince años en vuelo) y

disponibilidad (misiones y modos críticos). Los métodos y herramientas de aná-

lisis estático desarrollados pueden aplicarse tanto para aumentar la calidad final

del software como para disminuir los costes de verificación.

Figura 3. Las aplicaciones para los ferrocarriles exigen un nivel de integridad

en la seguridad del software muy alto, dado que los daños que podría causar una

avería pueden ser muy graves.

Las técnicas de análisis estático mediante interpretación abstracta desarrolladas

pueden ser de mucha utilidad en este campo de aplicación. De hecho, el stan-

dard europeo EN50128 [CENELEC 2000] no admite que ninguna parte del softwa-

re relacionado con la seguridad pueda omitir el análisis estático ni durante la veri-

ficación y comprobación, ni durante la fase de evaluación del software sin una

justificación detallada. Dependiendo del nivel de integridad en la seguridad del

software, pueden ser obligatorias la especificación formal y la verificación.

Se ha evaluado hasta qué punto las herramientas y las técnicas desarrolladas

pueden ayudar a cumplir estos requisitos extremos en un tiempo y con unos

esfuerzos mínimos y cómo podrían usarse para resolver tareas de prueba sim-

ples de manera automática.

Figura 6. El software empotrado en el campo de la automoción cubre una amplia

gama de aplicaciones, con diferentes niveles de complejidad y seguridad, en

diferentes arquitecturas software admitidas por una gran diversidad de platafor-

mas de hardware. Además, debido a que se trata de un negocio muy competitivo

y con gran volumen de producción, el software tiene que optimizarse en térmi-

nos de coste, manteniendo un alto nivel de calidad y de fiabilidad. A ello contri-

buyen las metodologías y herramientas para el desarrollo y verificación de soft-

ware, las cuales podrían integrarse en los futuros procesos standard de la auto-

moción que se están desarrollando (AUTOSAR, futuro ISO26262).

GGCC codingrule front end

GGCCinfrastructure

GGCCstatic analysers

GGCChazard detection

GGCCglobal optimiser

GGCCcoding rule validator

gcc C-front end

gcc C++-front end

PPCback end

x86back end

Source files

Coding rules

GGCC test suite

X .C

Y .cc

cod.rul

Gimple/SSA/other internal

representations

RTLrepresentation

A .s

B .s

Deliverables of the GGCC project.Existing GCC components.Either input files provided by the user of the GGCC product, or generated output files

GGCChazard

diagnosis

GGCCvalidationdiagnosis

Figura 7. Diagrama del proyecto GGCC.

Figura 8. Curry browser.

PP RR OO MM EE SS AA SS